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实时操作系统介绍

嵌入式开发中的实时操作系统（RTOS, Real-Time Operating System）是一类专门为嵌入式系统设计的操作系统，它通过实时任务调度和资源管理，确保关键任务能够在规定的时间内执行。RTOS 被广泛应用于需要高实时性、确定性和可靠性的应用中，例如汽车控制系统、工业自动化、机器人、物联网设备等。

RT-Thread 是一个开源、嵌入式实时操作系统（Real-Time Operating System，简称 RTOS），专为资源受限的嵌入式系统设计，具有高效、轻量、可裁剪的特点。它广泛应用于物联网（IoT）、智能设备、工业控制等领域。

在本套系列博客中，我将会使用RT-thread 的官方开发板星火一号来进行RT-thread 的介绍和使用

1. 实时性：

• RT-Thread 提供了优先级调度机制，可以确保关键任务在预定时间内得到处理，满足实时系统的需求。

2. 轻量与可裁剪：

• RT-Thread 可以在内存资源非常有限的设备上运行，例如小于 10KB 的 ROM 和 2KB 的 RAM。它支持裁剪，用户可以根据项目需要裁剪掉不必要的模块，从而在不同的应用场景中做到优化内存占用。

3. 模块化架构：

• RT-Thread 采用了松耦合的模块化设计，系统功能通过不同的组件（如线程管理、内存管理、设备驱动、文件系统、网络协议栈等）进行独立开发。用户可以根据需求自由选择和组合这些组件。

4. 多线程支持：

• RT-Thread 支持多任务管理，可以创建多个线程并同时运行，提供了丰富的线程控制函数（如线程创建、启动、挂起、恢复、删除等），让用户轻松实现并发执行。

5. 跨平台支持：

• RT-Thread 可以在多种微控制器架构（如 ARM Cortex-M、Cortex-A、RISC-V、MIPS 等）上运行。它支持多种硬件平台，帮助开发者实现快速移植和开发。

6. 设备驱动框架：

• RT-Thread 提供了丰富的设备驱动框架，支持串口、I2C、SPI、SD 卡、ADC 等常见外设设备，并且通过统一的驱动接口进行管理，方便开发者进行设备驱动的集成与开发。

7. 软件包管理：

• RT-Thread 拥有自己的软件包管理器，称为 RT-Thread Package，可以轻松地集成和使用第三方的软件包，比如图形用户界面（GUI）、网络协议栈、AI 算法库等，大大简化了开发的过程。

8. 文件系统与网络支持：

• RT-Thread 提供了多种文件系统的支持，如 FatFS、LittleFS。网络方面，RT-Thread 支持 TCP/IP 协议栈（如 lwIP），并为物联网开发者提供了 MQTT、CoAP 等协议栈，方便实现联网功能。

9. 丰富的社区与生态：

• RT-Thread 拥有一个活跃的开发者社区，官方提供了详细的开发文档、教程、以及论坛支持。RT-Thread 生态系统涵盖了各种开发工具、板卡支持包（BSP）、以及大量的示例项目。
  

任务的创建和删除

在这次的示例中，我将展示如何使用不同的方式创建任务，并介绍如何使用一些 RT-Thread 的功能。

1. thread_creation.c简短描述：

此任务通过两种不同的方式创建任务：静态创建和动态创建。静态创建是通过使用 rt_thread_init 函数，而动态创建是通过 rt_thread_create 函数来实现的。

注意：不要在 main 函数的末尾使用 while() 循环。否则，任务将永远不会被调度执行。

不正确的方式：

在上面的代码中，while(1) 会导致主线程无限循环，阻止其他线程被调度执行。

正确的方式：

在这个版本中，我们使用 return 0; 来结束 main 函数，从而允许 RT-Thread 的任务调度器接管系统。

正确方式效果：

• 两个任务将成功创建并按预期执行。

不正确方式效果：

• 由于主循环一直在运行，任务调度器无法正常工作。

1. main.c 文件位置：/application-day2

这个 C 代码演示了如何使用 rt_thread_detach 和 rt_thread_delete 函数来删除任务。

• rt_thread_detach 用于删除静态任务。

• rt_thread_delete 不能删除静态任务，只能删除动态任务。

  
  

删除动态任务的示例：

上面的代码创建了一个动态任务，当计数器 i 达到 10 时，该任务会通过 rt_thread_delete 函数自我删除。

通过 rt_thread_detach 删除静态任务的示例：

此代码中的静态任务也会在 i == 10 时通过 rt_thread_detach 函数自我删除。

效果说明：

• 动态任务在 i == 10 时被删除。

• 静态任务通过 rt_thread_detach 删除。

总结：

本章节我们学习了如何使用RT-thread的不同方式来创建线程，以及获取线程的状态和删除等。那么在接下来的章节里，我们将继续学习RT-thread的高级内容。